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高效绿源浓萃型洗衣液的制备及应用

申报人:高炜松 申报日期:2025-05-27

基本情况

2025年批次
高效绿源浓萃型洗衣液的制备及应用 学生申报
创新训练项目
工学
化工与制药类
学生来源于教师科研项目选题
一年期
目前国内洗衣液的市场份额在逐年增加。但是常见的洗衣液活性成分不到20%,浓缩型洗衣液的比例还偏低。故本项目拟通过调整洗衣液各成分的比例,提高表面活性剂的浓度,制备一种浓缩型洗衣液。本项目主要解决的问题是提高表面活性剂浓度时,(1)不同表面活性剂的互溶性和稳定性问题;(2)降低表面活性剂在衣物上的残留量。目的是提高洗涤效率、降低洗衣液的用量、降低表面活性剂的残留量,实现节约用水。
目前承担国家自然科学基金地区项目一项(项目编号22261014)
同意申报 
校级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
高炜松 化学与生物工程学院 化学工程与工艺(卓越班) 2023 项目方案的设计,计划的实施与进度控制、ppt制作
黄荷霞 化学与生物工程学院 化学工程与工艺 2023 操控实验操作的进行,对相关产品的检验与优化、文献制作与论文撰写
唐广兰 化学与生物工程学院 化学工程与工艺 2023 实验相关数据的处理与分析、市场调研数据分析,项目资料整理

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
孔翔飞 化学与生物工程学院

立项依据

相较于国外浓缩洗衣液高度普及的情况,我国的浓缩洗衣液使用率还是明显偏低,浓缩型的洗衣液在国内还处于起步状态。本研究旨在通过降低临胶束浓度,提高表面活性剂的活性,从而增强其降低溶液表面张力的能力,达到用较少洗涤剂达到更好的清洁效果,也即是实现浓缩型洗衣液的推广和应用。为此,我们将研制一种浓缩型洗衣液,以提高清洁效率并降低环境影响。
1. 临胶束浓度对表面活性剂活性的影响:
a. 测定不同临胶束浓度下的表面活性剂活性;
b. 探讨临胶束浓度与表面活性剂活性之间的关系。
2. 表面活性剂活性对溶液表面张力的影响:
a. 测定不同活性表面活性剂溶液的表面张力;
b. 探讨表面活性剂活性与溶液表面张力之间的关系。
3. 浓缩型洗衣液的配方优化:
a. 选择合适的表面活性剂和其他助剂;
b. 确定浓缩型洗衣液的最佳配方。
4. 浓缩型洗衣液的清洁效果程度:
a. 设计对比实验,比较浓缩型洗衣液与普通洗衣液的清洁效果;
b. 评估浓缩型洗衣液在实际应用中的性能。
国内外高浓度洗衣液,普遍价格昂贵,且大多数的高浓度洗衣液的起泡率较高,虽然可以使用少量洗衣液清洗更多的衣服,但是同时增加了水的用量。我们团队在提高洗衣液浓度的同时减少成本,减少起泡率,更加节约环保。
1.我国浓缩洗衣液通过复配技术解决了高浓度表面活性剂下易出现凝胶、水溶分散性差和体系稳定性不好的问题,初步研究了脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、醇醚羧酸盐(AEC9 )、改性油脂、烷基糖苷(APG) 及异构醇聚氧乙烯醚等5种表面活性剂在浓缩洗衣液中的应用,通过对去污力、泡沫性能、水溶分 散性和酶活稳定性等的测试,将此几种表面活性剂与其他助剂复配,得到一种低泡、高效浓缩洗 衣液。测试结果表明,自制浓缩洗衣液稳定,去污力强、可达到4倍浓缩的效果[1]。
2.当前欧美地区的洗衣液一般分为普通型和2X/3X浓缩型。前者的活性物含量一般是20%-30%,后者则一般在50%左右,有的甚至高达75%。因此后者用量更省,一般只是前者的1/3-1/2,但是去污效果却是与普通型洗衣液大致接近甚至部分超过[2]。
这些年来,浓缩型洗衣液的比重是越来越大了。在美国,浓缩洗衣液是随处可见的,浓缩洗衣液在衣物洗涤剂中的市场占有率达到了80%。2012年,在美国,该比例达到了98.8%,日本也达到了98.9%,此比例在瑞士、英国、德国分别是93.5%、90.5%和90.2%,在韩国,此比例也占到了66%[3]。
3.而在国内,洗衣液的用量在逐年增加,市场占有率也在持续增长。2006年洗衣液的市场份额仅为2%,2008 年增加到3%,2010年达到8%,2012年为20%,2014年约为25%[4]。而且,我国的洗衣液主要还是普通型洗衣液,直到2012年末,浓缩型洗衣液仅占约6%,2014年浓缩洗衣液的占有率仍然不够10%[5]。
[1]张景利.一种高效浓缩洗衣液的研制[J].日用化学品科学,2017,40(07):19-23.
[2]郑翔龙,林尚鹏.国内外洗衣液市场及技术发展综述[J].日用化学品科学,2010(5):42-44.
[3]白热化竞争细分“液洗”市场[J].日用化学品科学,2015,(03):53
[4] 查青青,于文.我国织物洗涤剂行业现状及发展[J].日用化学品科学,2010,(05):4-8
[5]王燕.继续大力推进中国洗涤剂浓缩化之进程[J].中国洗涤用品工业,2013,(10):19-27
创新点:在有效的成本内,通过提高洗衣液中表面活性剂的含量,做到可以用少量的洗衣液去洗更多的衣服。同时减少泡沫的产生,使其减少水的用量,深入贯彻节水理念。让洗衣液更加环保节约。
项目特色:增加洗衣液浓度,并且控制低成本。减少洗衣液的起泡率,让其更加环保。
技术路线:改进现有的洗衣液产品,使其表面活性剂的浓度提升到30%~50%,节约成本提升功效。
拟解决的问题:一是在有限的成本内有效降低水的含量,提高表面活性剂的浓度,做到用少量洗衣液就可以清洗干净更多的衣物。二是在提高表面活性剂浓度的同时保证洗衣液不混浊,有一定的透明度。
预期成果:生产出具有高浓缩度且环保的洗衣液并且推广到学生这一群体当中。
第一阶段:准备阶段(2025年2月-2025年4月)
组建团队、确立研究课题
第二阶段:设计阶段(2025年4月-2025年5月)
查找文献、完成项目方案的设计、提交项目申请书
第三阶段:实验阶段(2025年5月-2025年7月)
实验研究与精制成分,对产品进行检验分析
第四阶段:调研阶段(2025年7月-2025年12月)
对项目进行深入的调研、完成项目调研报告
第五阶段:结题阶段(2026年1月-2026年3月)
项目总结、资料整理、撰写论文、完成项目答辩
我们的洗衣液目前表面活性剂的浓度已经达到18%,并确认提高表面活性剂浓度的可行性。
相关研究文献:
[1] 陆宇毅,梁水娇,送晶晶.特殊非离子表面活性剂在浓缩洗涤剂中的应用[J].中国洗涤用品工业,2024(02):70-76.DOl:10.16054/j.cnki.cci.2024.02.001.
[2] 张辉,崔丽平,赵新宇.节水型洗衣液的研制和评价[C].第26届中国洗涤用品行业年会,2006:148
2.已具备的条件,尚缺少的条件及解决方法
目前可以将表面活性剂的浓度提高到20%,但提升到20%时洗衣液变得浑浊且不能继续有效提高表面活性剂的浓度。
因为前期我们存在不知道怎么去搜集资料的问题,但是我们通过不断地学习和询问老师以及同学,最终找到了如何去检索更加多的资料的方法。在进行实验的过程中,我们的试剂开始是不够粘稠的,但是经过我们的试验,发现即使试剂不是很粘稠但是其洗衣效果也是十分不错的。
需要时间等待,可以在等待的过程中再尝试其他不同的配比进行对照。

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 0.00 0.00 0.00
1. 业务费 0.00 0.00 0.00
(1)计算、分析、测试费 0.00 0.00 0.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 0.00 0.00 0.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 0.00 0.00 0.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 0.00 0.00 0.00
4. 材料费 0.00 0.00 0.00
结束